林 亞
(北京市十一學校龍樾實驗中學 北京 100096)
培養學生的建模思想和建模能力是生物學教學中的核心任務之一,其中建構物理模型在初中生物學教學中占有非常重要的位置。初中學生正處于生長發育和成長階段,他們的抽象思維能力正在逐步趨于完善,處于從經驗型向理論型過渡的階段,觀察能力和想象能力都隨之逐漸增強,但形象思維仍然占居主導地位,喜愛直觀模型及生動有趣的教學活動。教學實踐表明,生物結構模型的制作,不僅可幫助學生記憶與理解原本抽象、微觀和復雜的結構,同時能培養學生的動手能力與創造力,還能夠進一步豐富教學資源。
生物模型制作是基于一定學習目標展開的、由學生自主完成的表現性任務。與紙筆客觀測驗只需要學生對提供的選項做出正確的選擇,不同模型制作更具主觀性與開放性,更能夠展現學生的理解力、創造力與表現力。因此,教師還有必要開發和研制生物結構模型制作的評價量規,以有效地指導學生的模型制作過程及客觀、公平和公正地對學生制作的模型進行評價。并且,該量規需緊緊圍繞學生是否達成相關學習目標而進行設計,避免教師憑借作品的直覺印象(如色彩搭配、材料選擇的新穎度等)進行有失偏頗的評價,從而違背設計模型制作這一任務的初衷——促進學生對相關生物結構的記憶與理解。因此,評價量規的質量將直接決定模型制作這一教學活動的實際效果。
評價量規(Rubrics)是教育評價的專業術語,指的是針對學生制訂的、包含一組清晰連貫的指標,以及指標下各層級的表現質量的描述性說明[1,2]。其中,指標可以是學習的結果,也可以是學習過程中的行為、認知和態度。因此,評價量規是一個有效的教學工具,是連接教學與評價之間的一個重要橋梁,能夠客觀、細致地對學生的學習過程與學習結果進行分析與反饋。
一般來講,量規由以下三個方面構成: 任務的指標、質量和描述性的說明[3]: ①指標就是任務的構成要素;②質量即指每項指標表現出的等級或水平;③描述性說明則是指用以區分不同層級水平的表現質量描述。通常量規是以二維表格形式進行組織的,一個維度列出了某項任務的構成要素(如一篇論文的目的、結構、細節、語法和技巧等),另一個維度列出了每一個要素下不同層級的表現質量描述。
生物結構模型制作本身就是一種跨學科、綜合性的活動。完成該活動不光需要生物學科專業知識的支撐,還需要學生具有一定的美學、工程學和材料學等方面的知識與技能。因此,在評價方面,也應該從科學性、完整性、清晰性和藝術性這幾個方面進行多角度綜合考慮(表1)。然而,這四者在評價中的權重應有區別。

表1 生物結構模型制作評價量規
其中,科學性與完整性是最為核心的、能夠反映學生是否掌握相關生物學結構知識的評價指標,因此占比80%;清晰性意在提升學生科學、嚴謹表達的意識;藝術性旨在激發學生的藝術創造力,還鼓勵學生模型制作時選擇容易獲得價格便宜的材料或廢棄物再利用,培養學生的節約與環保的價值觀。后兩者各占比10%。
如表1所示,學生的作品從高到低可被連續地被分為示范級、合格級和不合格級。其中,示范級為最高水平,反映了教師對學生作品的最高期待,也是所有學生需要努力的方向。為讓學生更清晰地了解每一個層級需要達到的要求,教師可在第一次呈現該量規時,為每一水平標準提供范例:
例1 血液循環系統模型(動態)示范級作品(圖略): 該模型用輸液器的4個滴壺兩兩串聯分別表示心臟的左、右心房與心室,用硅膠管代表血管,并在管內填充紅墨水表示血液(之后用熱熔膠槍封閉硅膠管),結構準確并完整。此外,該模型在“心房”與“心室”之間用單向閥代表“房室瓣”,并在左右心室的出口處用單項閥表示動脈瓣,從而保證血液的單向流動。同時,該模型使用標簽紙清晰而準確地標注了各結構的名稱。
例2 血液循環系統模型(動態)合格級作品(圖略): 該模型用一個輸液袋表示右心房與右心室,用另一個輸液袋表示左心房和左心室,遺憾的是心房與心室之間沒有分開,沒有準確模擬出心臟的四個腔室。此外,該模型使用止水夾模擬瓣膜的作用,通過控制不同止水夾的開關,從而控制血液的流動方向。這種血液在血管內的不連續流動與體內真實情況有一定差距,在科學性上稍微遜色一籌。該模型對各結構也有清晰而準確的標注。
例3 為血液循環系統模型(動態)不合格級作品(圖略): 結構嚴重不全——心臟簡化成了一個腔室,上下腔靜脈、主動脈等與心臟相連的各血管未能表示出來,但通過擠壓輸液器的滴壺,該模型也能夠模擬心臟的泵血過程,但是無法保證血液的單向流動。此外,該模型缺乏標注。
上述3個案例在藝術性方面并沒有顯著的區別,主要區別表現在科學性與完整性兩方面。由于篇幅所限本文只展示了各一種范例。在實際教學中,建議每個水平范例種數最好不要少于兩個,以防束縛學生的創造力,使學生形成思維定勢。教師可從學生過去的作品中挑選范例。如果學生對量規有一定了解,可讓學生共同參與,通過分組討論和協商來選擇范例。師生合作可有效地加深學生對量規的認識。
就量規的類型而言,上述生物結構模型制作量規(表1)屬于分析型量規,特征是能夠對學生的任務完成情況進行多維水平的評估。首先,每個指標得到一個分數,最后得到一個總分[3]。運用分析型量規進行評價的速度相對較慢,然而分析型量規能夠提供學生具體而細致的反饋信息,讓學生清晰地了解自己作品的優點和問題所在,并且明確自己到達更高水平和層次需要努力的方向。
第一步,提前呈現量規,發揮量規的“目標導向”功能。教師在確定了模型制作的任務后,就可將師生合作設計的量規向學生公布,結合具體任務。例如,上述血液循環系統的動態模型制作,鼓勵學生認真研究和探討量規中的細則。在本次模型制作中應包含哪些重要結構(心臟的4個腔室以及與之相連的各個血管),可選擇何種材料進行模型建構,何種裝置能夠保證血液單向流動。
第二步,在模型制作過程中經常解釋量規,發揮量規的“腳手架”功能。為了讓學生有充分的時間與資源,模型制作往往由學生在課余時間進行。此時,教師很難給與每位學生或合作小組施以個性化的指導,但可將模型制作過程的重要環節與注意事項通過量規的形式呈現給每位學生,讓他們通過學生協商解決模型制作過程中的問題。
第三步,借助量規促進作品的學生互評,發揮其評價的“反饋性”功能。學生模型作品完成后,可分小組依托量規開展學生互評。評估時不貼標簽,不分等級,其宗旨是通過指出模型中存在的問題,暴露學生思維上的誤區,并加深對相關知識的理解。例如,在細胞結構模型的制作中,有位學生指出其他學生使用塑料薄膜模擬細胞膜是缺乏科學性的,因為塑料薄膜既不透水也不透氣,與細胞膜“控制物質進出”這一功能不符。這種依托量規進行的學生互評,避免了過去評價的籠統性與主觀隨意性,具有思維深度,并服務于學習目標的達成。
第四步,教師應在學生互評過程中充當監控者的角色,發揮量規的“以評促教”功能。教師要對學生評估的結果進行總結性地點評,指出學生作品的優點與不足,對學生作品中反映出的典型問題,進行深入的探討,回歸到相關生物結構與功能知識的進一步學習中。
任何一種評價方法,都會有其自身的缺陷,上述模型制作量規屬于分析型量規,需要多角度對學生的作品進行細致的反饋,因而比較耗費時間。實際上,因該量規具有一定的通用性,能夠指導與評價幾乎所有的生物結構模型制作。隨著教學實踐的次數越多,學生對于量規越熟悉,越能節省教學時間。并且,長期依托量規的模型制作訓練不僅有助于學生理解一系列的生物學結構知識。同時,在潛移默化中,學生已經初步掌握了物理模型構建的一般方法與準則,并可在將來遷移應用到其他領域中,對學生核心素養的提升大有裨益。